рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Критерии работоспособности и расчета зубчатых передач

Критерии работоспособности и расчета зубчатых передач - раздел Механика, Курс лекций по Прикладной механике. Лекция: Теория механизмов и машин При Передаче Крутящего Момента Зуб, Под Действием Приложенных К Нему Сил, ...

При передаче крутящего момента зуб, под действием приложенных к нему сил, находится в сложном напряжённом состоянии:

Рис.3.3

В месте контакта зубьев действует контактное напряжение . Уножки зуба возникают максимальные напряжения изгиба .

Напряжения и меняются по прерывистым пульсирующим циклам.

Циклическое изменение напряжений может быть причиной поломки зубьев и усталостного выкрашивания их поверхностей. Кроме того, имеющиеся в зацеплении относительные скольжения профилей вызывает износ и заедание зубьев.

Рассмотрим виды разрушений зубьев, вызываемые действием контактных напряжений и напряжений изгиба :

· Поломка- связана с действием напряжений изгиба. Различают поломку от больших нагрузок и усталостную поломку,

· Усталостное выкрашивание - вызывается циклическим действием переменных контактных напряжений и является основным видом разрушений поверхности зубьев при хорошей смазке (в закрытых передачах). При появлении раковин нарушается условие образования сплошной масляной плёнки, появляется металлический контакт с последующим быстрым износом или задиром поверхностей.

· Абразивный износ - основной вид повреждения зубьев при плохой смазке (открытые передачи). У изношенной передачи увеличиваются зазоры в зацеплении, появляется шум, удары, снижается прочность зуба из-за уменьшения его поперечного сечения. Это может привести к поломке.

· Заедание - наблюдается в высоконагруженных скоростных передачах. В месте соприкосновения зубьев значительно повышается температура, способствующая разрывам масляной плёнки. Происходит микросваривание частиц металла с последующим их отрывом от основного металла. Образовавшиеся наросты задирают поверхность зубьев в направлении скольжения.

Расчёт цилиндрических прямозубых передач на прочность

Расчёт цилиндрических зубчатых передач на прочность стандартизован ГОСТ 21354-75.

ГОСТом предусмотрен расчёт прочности зубьев по контактным напряжениям и расчёт прочности по напряжениям изгиба.

 

Расчёт прочности зубьев по контактным напряжениям

 

Так как усталостное выкрашивание, вызываемое действием переменных контактных напряжений является основным видом повреждения зубьев в закрытых передачах, то расчёт по контактным напряжениям является основным(проектным) расчётом для закрытых передач.

Установлено, что наименьшей контактной выносливостью обладает околополюсная зонарабочей поверхности зубьев. Поэтому расчёт напряжений принято выполнять при контакте в полюсе зацепления.

Контакт зубьев можно рассматривать как контакт двух цилиндров с радиусами и сжимаемых силой Fn (рис.3.4).

 

При этом контактные напряжения определяются по формуле Герца:

(3.6)

где - приведённый радиус кривизны.

(3.7)

+ - при внешнем зацеплении;

- -при внутреннем зацеплении.

С учетом параметров зубчатого зацепления (3.8)

 

q - удельная нагрузка на единицу длины контактной линии зуба.

(3.9)

где - ширина зубчатого венца для однопарного зацепления.

- коэффициент неравномерности нагрузки по ширине колеса при расчёте по контактным напряжениям. Величина определяется по специальным графикам в зависимости от схемы передачи и материала зубьев.

- коэффициент динамической нагрузки учитывает дополнительные динамические нагрузки, вызванные погрешностями изготовления передачи.

 

 
 

 

 

Рис.3.4

 

Введем обозначение:

(3.10)

Тогда формулу (3.9) запишется следующим образом:

(3.11)

При расчёте на контактную прочность всем величинам приписывают индекс «Н».

Подставив теперь в формулу Герца (3.6) значения (3.11) и (3.8) получим:

(3.12)

Учитывая что , получим:

(3.13)

Введем обозначения:

- коэффициент, учитывающий свойства материала зубчатых колес,

где: Eпр - приведенный модуль упругости. Для стальных зубчатых колес МПа

- коэффициент Пуассона. Для стальных зубчатых колес . Тогда .

- коэффициент, учитывающий форму сопряженных поверхностей,

где - угол наклона зубьев. Для прямозубого колеса , .

- угол зацепления. Для зубчатых колес нарезанных без смещения . Тогда .

Окончательно получим

(3.14)

Величина расчётных контактных напряжений одинакова для шестерни и колеса. Поэтому расчёт выполняют для того колеса, у которого допускаемые напряжения меньше. Последняя формула (3.14) удобна, когда размеры передачи известны.

Для проектного расчёта окончательную формулу решают относительно какого-либо размера передачи (обычно или ). Так как неизвестных размеров несколько, то остальные размеры выражают через искомый и задают на основе опыта.

В нашем случае обозначим: - коэффициент ширины шестерни относительно ее диаметра.

Найдём

(3.15)

Подставив выражение (3.15) в формулу (3.14) для расчета контактных напряжений, получим:

(3.16)

 

Решая уравнение (3.16) относительно , находим

, (3.17)

где .

 

Значение обычно невелико и при предварительных расчётах принимают , тогда .

Выразим крутящий момент , диаметр делительной окружности .

Введем коэффициент ширины колеса относительно межосевого расстояния .

После ряда преобразований получим:

, (3.18)

где .

При для стальных прямозубых колёс .

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

Курс лекций по Прикладной механике. Лекция: Теория механизмов и машин

Федеральное Государственное Бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования.. Тюменский государственный Нефтегазовый университет.. Филиал ТюмГНГУ в г Нижневартовске..

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Критерии работоспособности и расчета зубчатых передач

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Краткая историческая справка
Как самостоятельная научная дисциплина ТММ, подобно другим прикладным разделам науки, возникла в результате промышленной революции, начало которой относится к 30-м годам XVIII века. Однако машины с

Звено - это одна или несколько деталей механизма, соединенных между собой жестко.
В каждом механизме имеется 2 группы звеньев.   1.Неподвижное звено - стойка. Стойка в механизме может быть только одна, так как все неподвижные звенья являются единым целым (

Структурный принцип образования механизмов. Группы Ассура
Основной принцип образования механизмов был впервые сформулирован в 1916 году русским учёным Леонидом Владимировичем Ассуром - профессором Петербургского политехнического института. Соглас

Алгоритм проведения структурного анализа
1.Начертить структурную схему механизма. 2.Обозначит все подвижные и неподвижные звенья механизма. Начать обозначение с ведущего звена – кривошипа и далее по порядку. Показать направление

Кинематические пары
Обозначение на структурной схеме Соединяемые звенья Вид Тип пары Индекс пары   Х

Основные формулы для определения скоростей и ускорений точек звеньев
Таблица 3.1   № Вид движения Скорость Ускорение Поступательное (ползу

Определение ускорения точки С.
Воспользуемся следствием из теоремы подобия. Составим пропорцию: мм.

Движущие силы и моменты движущих сил
К движущим силам или моментам движущих сил относят такие, которые обеспечивают движ

Группа Ассура является статически определимой кинематической цепью.
Для каждого подвижного звена группы Ассура можно написать три уравнения равновесия; для n звеньев число уравнений равновесия будет 3n. Реакция каждой низшей одноподвижной кин

Силовой расчет начального механизма
Начальный механизм состоит из ведущего звена, которое входит во вращательную или поступательную кинематическую пару со стойкой. Кинематическая цепь будет статически определима при услов

Основные определения
Деталь- изделие, изготовленное из однородного по наименованию и марке материала без применения сборочных операций (ГОСТ 2.101-68. Сборочная единица

Эксплуатационные требования.
  Качество машины, т.е. её максимальное соответствие всем требованиям невозможно без неустанного внимания инженера на всех стадиях "жизни" машины. Качество закладыв

Материалы, используемые в машиностроении
1.Чугуны (содержание углерода C2%). Чугуны делятся на: · Серый чугун (с пластичным графитом). СЧ

Сплавы цветных металлов.
Бронзы. Оловянистые, свинцовистые, алюминиевые. Например: Бр.ОЦС 6-6-3. Латуни. Двойные и сложные. Например: ЛК 80-3.   Режимы нагружения д

Механические передачи
  Передачи предназначены для передачи энергии на расстояние, как правило, с преобразованием скоростей, моментов и усилий. Наибольшее распространение получили механические передачи.

Выходной вал
    Рис.2.1   Передача характеризуется следующими параметр

Зубчатые передачи
В зубчатой передаче движение передаётся за счет последовательного зацепления зубьев.    

Зубчатого колеса
Окружность вершин - окружность, описанная из центра колеса и ограничивающая вершины зубьев. Окружность впадин - окружность, описа

Точность зубчатых передач
Точность изготовления зубчатых колёс регламентируется СТ СЭВ 641-77, который предусматривает 12 степеней точности, обозначаемых в порядке убывания точности цифрами 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11

Выбор материалов зубчатых передач и вида термообработки
При выборе материала зубчатых колес следует учитывать назначение проектируемой передачи, условия эксплуатации, требования к габаритным размерам и возможную технологию изготовления колёс. Основным м

Кинематика зубчатых передач
Основной кинематической характеристикой зубчатой передачи является передаточное отношение , (3.1) выражающее отношение угл

Силы в зацеплении
В зубчатом зацеплении движение передаётся посредством силы нормального давления в точке контакта зубьев . В прямозубой цилиндрической переда

Выбор модуля и числа зубьев
Модуль и числа зубьев и

Сварные соединения
Не имеют соединяющих деталей. Выполняются за счёт местного нагрева и диффузии (перемешивания частиц) соединяемых деталей. Создают, практически, одну целую, монолитную деталь. Сварку (дугов

Эти виды швов в различных сочетаниях применяются в разных соединениях.
Соединения встыкобычно выполняются лобовыми швами. При качественной сварке соединения разрушаются не по шву

Расчет заклепок
Расчет основывается на допущениях: · силы трения в стыке деталей не учитываются. Считают, что вся нагрузка воспринимается заклепками; · расчетный диаметр отверстия равен диаметру

Резьбовые соединения
Являются наиболее совершенным, а потому массовым видом разъёмных соединений. Применяются в огромном количестве во всех машинах, механизмах, агрегатах и узлах. Их создают болты, винты, шпильки, гайк

Болт установлен в отверстие соединяемых деталей с зазором.
Соединение нагружено поперечной силой F. Сила затяжки болта V должна дать такую силу трения между д

Штифтовые соединения
Образуются совместным сверлением соединяемых деталей и установкой в отверстие с натягом специальных цилиндрических или конических штифтов.

Шпоночные соединения
Передают вращающий момент между валом и колесом. Образуются посредством шпонки, установленной в сопряжённые пазы вала и колеса. Шпонка имеет вид призмы, клина или сегмента, реже применяютс

Шлицевые соединения
Образуются выступами на валу, входящими в сопряжённые пазы ступицы колеса. Как по внешнему виду, так и по динамическим условиям работы шлицы можно считать многошпоночными соединениями. Некоторые

Резьбовые соединения
Являются наиболее совершенным, а потому массовым видом разъёмных соединений. Применяются в огромном количестве во всех машинах, механизмах, агрегатах и узлах. Их создают болты, винты, шпильки, гайк

Болт установлен в отверстие соединяемых деталей с зазором.
Соединение нагружено поперечной силой F. Сила затяжки болта V должна дать такую силу трения между д

Штифтовые соединения
Образуются совместным сверлением соединяемых деталей и установкой в отверстие с натягом специальных цилиндрических или конических штифтов.

Шпоночные соединения
Передают вращающий момент между валом и колесом. Образуются посредством шпонки, установленной в сопряжённые пазы вала и колеса. Шпонка имеет вид призмы, клина или сегмента, реже применяютс

Шлицевые соединения
Образуются выступами на валу, входящими в сопряжённые пазы ступицы колеса. Как по внешнему виду, так и по динамическим условиям работы шлицы можно считать многошпоночными соединениями. Некоторые

Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • Популярное
  • Облако тегов
  • Здесь
  • Временно
  • Пусто
Теги